[發(fā)明專(zhuān)利]一種硫磺回收裝置的催化劑組合工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910018803.9
• 申請(qǐng)日: 2009-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101659400A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文賓;胡宗敏;殷培國(guó);崔傳義;王強(qiáng);楊金帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東迅達(dá)化工集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B17/04
• 分類(lèi)號(hào): C01B17/04;B01J21/06
• 代理公司: 青島發(fā)思特專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收裝置的催化劑組合工藝。

背景技術(shù)

原油或煤中的硫化物在加工過(guò)程中轉(zhuǎn)化為H₂S，而H₂S是劇毒物質(zhì)，對(duì)人體和環(huán)境有極大的毒害作用，必須進(jìn)行無(wú)害化處理，相應(yīng)采用的最合適的工藝就是硫磺回收工藝。

煉油廠的酸性氣主要來(lái)源于催化干氣脫硫、焦化干氣脫硫、污水氣體氣提塔氣、加氫精制裝置脫硫等裝置。煉油廠的酸性氣的主要加工流程是：

原油中的硫→石油加工(常減壓)→汽油/煤油/柴油→加氫精制→H₂S→硫磺回收→硫磺

在以煤為原料的化工廠中，酸性氣的加工流程主要是煤→煤化工→脫硫→H₂S→硫磺回收→硫磺

工業(yè)普遍采用改良克勞斯工藝處理煉油廠、化工廠等產(chǎn)生的含有H₂S的酸性氣，回收硫磺并保護(hù)環(huán)境。其基本原理如下：

由于酸性氣中烴類(lèi)的存在，在燃燒爐的高溫條件下，不可避免的會(huì)有少量的有機(jī)硫化物CS₂和COS生成，因此在催化反應(yīng)器必須通過(guò)有機(jī)硫水解反應(yīng)將其除去：

克勞斯反應(yīng)的基本工藝類(lèi)型有三種：直流法、分流法及硫循環(huán)法：直流法是酸性氣全部通過(guò)燃燒爐及廢熱鍋爐，在燃燒爐中生成大量的硫磺；分流法是只有三分之一的酸性氣通過(guò)燃燒爐燃燒成SO₂，與其余部分在轉(zhuǎn)化器前混合進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，爐中生成的硫磺很少；硫循環(huán)法是酸性氣不通過(guò)燃燒爐，而硫磺在爐中燃燒生成SO₂并在第一轉(zhuǎn)化器前與含有H₂S的酸性氣混合進(jìn)行反應(yīng)。

世界對(duì)清潔燃料的需求及來(lái)自日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)的壓力對(duì)硫磺回收裝置的總硫回收率提出了越來(lái)越高的要求，一方面，由于煉油廠加工能力的增加副產(chǎn)的H₂S越來(lái)越多，而政府部門(mén)要求的裝置排放量越來(lái)越低，這就要求增加硫磺回收裝置處理能力的同時(shí)提高裝置的總硫回收率以滿足雙重要求。

國(guó)家環(huán)境保護(hù)部制定了更加嚴(yán)格的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16297-1996)并規(guī)定從1997年1月1日開(kāi)始強(qiáng)制性實(shí)施。GB16297對(duì)SO₂排放作了嚴(yán)格規(guī)定，新污染源SO₂≤960mg/m³(336ppmv)，現(xiàn)有污染源SO₂≤1200mg/m³(420ppmv)，并對(duì)硫化物排放量也作了規(guī)定。按此標(biāo)準(zhǔn)，要求煉油廠和化工廠硫磺回收總硫回收率要達(dá)到99.7～99.9％。克勞斯硫磺回收裝置只有采用還原吸收尾氣處理工藝才能達(dá)到上述環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。

傳統(tǒng)的克勞斯工藝主要包括酸性氣燃燒爐、廢熱鍋爐、兩個(gè)或三個(gè)催化反應(yīng)器及冷凝器、捕集器等設(shè)備組成。一般第二反應(yīng)器后總硫轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到94～97％。相應(yīng)采用的催化劑主要有活性氧化鋁性催化劑、助劑型氧化鋁催化劑、以及二氧化鈦催化劑等。

為了滿足更高的環(huán)保要求，必須對(duì)克勞斯裝置排出的尾氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化處理。過(guò)去采用的工藝主要有低溫克勞斯工藝、超級(jí)克勞斯工藝、尾氣加氫還原工藝等。但是只有尾氣加氫還原工藝可以滿足最嚴(yán)格的環(huán)保別準(zhǔn)。總硫回收率可以達(dá)到99.8％以上。尾氣加氫還原工藝的主要原理是采用氫氣將硫磺回收裝置尾氣中的非H₂S的含硫化合物如SO₂/COS/CS₂/S等全部加氫為H₂S，然后通過(guò)甲基二乙醇胺(MDEA)將H₂S吸收并通過(guò)蒸汽加熱解吸后返回到硫磺回收裝置的酸性氣燃燒爐進(jìn)行進(jìn)一步的硫磺回收。從吸收塔頂部排出的尾氣僅含有微量的硫化物，通過(guò)焚燒爐高溫焚燒后排入大氣。煙氣中SO₂的排放量小于960mg/m³，滿足G?B16297-1996的排放要求。

尾氣加氫還原反應(yīng)器采用的是普通的CoO/MoO/Al₂O₃加氫催化劑，入口溫度為280～300℃，反應(yīng)器床層溫度一般為300～330℃。

該工藝的最大缺點(diǎn)是一次性投資大，尾氣加氫處理裝置的投資是前面硫磺回收裝置投資的1.5倍，而且由于需要加氫、胺吸收、胺液解吸等操作，需要消耗H2、MDEA胺液以及再生用的蒸汽，裝置的操作費(fèi)用高，對(duì)于一套5萬(wàn)噸/年的硫磺回收裝置來(lái)說(shuō)，每年的操作費(fèi)用約為2500萬(wàn)元。而且尾氣加氫裝置本身并不產(chǎn)生任何經(jīng)濟(jì)效益。